Aspectos físico-químicos relacionados ao potencial erosivo de bebidas ácidas

 

Physicochemical aspects related to the erosive potential of acid beverages

 

 

Juliana Resende Furtado^I; Valéria Costa Freire^II; Danielle Cristine Furtado Messias^III; Cecilia Pedroso Turssi^IV

^ICirurgiã-dentista pela Universidade de Uberaba (Uniube), Caraguatatuba, SP, Brasil
^IICirurgiã-dentista pela Universidade de Uberaba (Uniube), Palmas, TO, Brasil
^IIIProfessora Doutora, Faculdade de Odontologia, Universidade de Ribeirão Preto (Unaerp), Ribeirão Preto, SP, Brasil
^IVProfessora Doutora do Instituto e Centro de Pesquisas Odontológicas São Leopoldo Mondic, Campinas, SP, Brasil

 

 

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RESUMO

O entendimento do papel dos aspectos físico-químicos relacionados ao caráter erosivo de bebidas ácidas contribui para fundamentar estratégias que visem minimizar a formação e progressão de lesões de erosão.
OBJETIVO: Este trabalho visou revisar o papel de aspectos relacionados ao potencial erosivo de bebidas ácidas, esclarecendo como o tipo, concentração e propriedades quelantes do ácido que as compõem, pH, acidez titulável, conteúdo de cálcio, fosfato e flúor, presença de caseína, temperatura e adesividade das bebidas, influenciam, de forma isolada ou combinada, no desgaste dental.
REVISÃO DE LITERATURA: Realizada mediante pesquisa em indexadores internacional (Medline) e nacional (BBO) e em um livro. Buscaram-se evidências sobre o tema em artigos de investigação cientifica e de revisão de literatura.
CONSIDERAÇÕES FINAIS: Concluiu-se que: 1) o tipo e o potencial quelante do ácido, o pH, a acidez titulável, as concentrações de cálcio e fosfato, a temperatura e a adesividade das bebidas modulam seu potencial erosivo; 2) individualmente, o pH, acidez titulável e conteúdo de cálcio são os parâmetros que melhor revelam a capacidade das bebidas em proporcionar a dissolução mineral da estrutura dental; 3) para uma caracterização mais precisa do potencial erosivo de bebidas ácidas, deve-se considerar a interação entre os diferentes aspectos físico-químicos.

Palavras-chave: Erosão dentária. Bebidas. Propriedades físicas e químicas.

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ABSTRACT

The understanding of the role of physico-chemical aspects related to the erosive potential of acid beverages contributes to the establishment of strategies to minimize the formation and progression of dental erosion.
OBJECTIVE: this paper was intended to review the role of aspects related to the erosive potential of acid beverages, scrutinizing how the type of acid, concentration, quelating properties, pH, titratoble acidity, content of calcium, phosphate and fluoride, presence of casein, temperature and adherence of beverages influence wear.
LITERATURE REVIEW: Performed through search in international (Medline) and national (BBO) databases and a book. Evidences on the topic were sought in scientific research articles and literature review papers.
FINAL CONSIDERAÇÕES: Based on the available evidence, it was concluded that: 1) the type and chelating properties of the acid, pH, titratoble acidity, calcium and phosphate concentration, temperature and adherence of the beverages all modulate their erosive potential; 2) individually, the pH, titratoble acidity and calcium content are the parameters that better reveal the capacity of beverages of causing mineral dissolution of dental tissues; 3) for a more precise characterization of the erosive potential of acid beverages it is demanding that the interaction among the different physicochemical factors is evaluated.

Key words: Tooth erosion. Beverages. Physical and chemical properties.

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Introdução

Erosão dental refere-se à perda irreversível da superfície do esmalte ou da dentina¹ e à desmineralização do tecido subjacente² em decorrência do contato frequente desses tecidos com ácidos de origem não bacteriana¹. Bebidas como sucos cítricos, refrigerantes a base de cola, limão ou laranja, vinhos, repositores hidroeletrolíticos e águas saborizadas representam as mais importantes fontes exógenas de ácidos^3,4

A prevenção e controle da erosão podem ser efetuados por meio da diminuição da frequência de ingestão ou da redução do potencial erosivo de bebidas ácidas⁵. De fato, já foi demonstrado que sua erosividade ocorre na dependência de fatores químicos, tais como tipo de ácido, pH, acidez titulável, potencial quelante, concentração de cálcio, de fosfato e de flúor⁶; e de aspectos físicos, como temperatura^7,8 e adesividade⁹. Desse modo, apesar de a fisiopatologia da erosão dental estar relacionada também a fatores biológicos e comportamentais, o entendimento do papel dos aspectos físico-químicos relacionados ao caráter erosivo de bebidas contribui para fundamentar estratégias que visem minimizar a formação e progressão das lesões de erosão.

Embora, isoladamente, o principal indicador do potencial erosivo de bebidas seja o pH¹⁰; as demais propriedades físico-químicas podem afetar significativamente sua capacidade erosiva^6,10. Entretanto, a transmissão de conhecimentos sobre o efeito da acidez titulável, do potencial quelante, da concentração de cálcio, de fosfato e de flúor, da presença de caseína, da temperatura e da adesividade é escassa ou inexistente. Em adição, apesar da importância de se conhecer o impacto isolado de tais propriedades físico-químicas, as mesmas necessitam ser avaliadas em conjunto, a fim de viabilizar uma caracterização mais precisa do caráter erosivo das bebidas ácidas.

Assim, o objetivo deste trabalho foi revisar e discutir o efeito isolado e combinado de propriedades físico-químicas relacionadas ao potencial erosivo de bebidas ácidas.

 

Materiais e método

Esta revisão da literatura foi realizada mediante pesquisa na base de dados Medline, utilizando como descritores de assunto os termos: dental erosion, erosive potential, acid beverage, acid drink, erosive drink, chemical analysis e physical analysis. Como indexador nacional recorreu-se à Bibliografia Brasileira de Odontologia (BBO), empregando-se para a busca o termo "erosão dental". Foram incluídos artigos referentes a estudos in vitro e in situ e revisões de literatura publicados no período de 1982 a 2009. Também foi consultado um livro-texto sobre o tema.

 

Revisão de literatura

Os aspectos físico-químicos que potencialmente podem interferir na capacidade erosiva de bebidas ácidas estão listados na Figura 1 e serão pontualmente abordados a seguir.

 

 

Aspectos químicos

Tipo, concentração e capacidade quelante do ácido

Os ácidos mais comumente encontrados em bebidas são o fosfórico, utilizado em refrigerantes do tipo cola; cítrico, presente em sucos de frutas e refrigerantes a base de limão e de laranja; tartárico, contido em sucos de uva e vinhos.⁶ Dentre esses, o cítrico e o fosfórico representam os principais agentes erosivos por serem os mais frequentemente consumidos.

Em contato com a saliva, ácidos presentes em bebidas erosivas dissociam-se liberando íons hidrogênio (H⁺). Consequentemente, o pH do meio bucal fica abaixo dos pHs críticos de dissolução do esmalte e da dentina. Assim, o meio torna-se subsaturado em relação aos íons cálcio e fosfato que compõem os cristais de apatita carbonatada, hidroxiapatita e apatita fluoretada, provocando a dissolução mineral da estrutura dental, o que se processa pela ligação do H⁺ ao carbonato e/ou ao fosfato dos cristais de apatita⁶.

A cinética de dissolução ocorre na dependência do tipo⁶ e da concentração do ácido contido na bebida¹¹. Além do efeito ocasionado pelos íons H⁺; a erosão dental manifesta-se pela perda mineral desencadeada pela complexação do cálcio com ânions⁶. Tal condição se estabelece, por exemplo, na presença de ácido cítrico, devido a sua propriedade quelante - capacidade de se complexar com o cálcio da estrutura dental e da saliva. Além da dissolução mineral causada pelo H⁺; a qual ocorre em condições de baixo pH (em torno de 2), o ânion citrato, ao se ligar ao cálcio do esmalte dental, ocasiona a desmineralização desse tecido em pH neutro. Entre o pH 2 e 7, ambos os mecanismos se processam, ou seja, o H⁺ e o citrato são responsáveis pela dissolução dental. Ainda, há que se ressaltar que o citrato também causa uma depleção do cálcio da saliva, levando à diminuição da supersaturação salivar em relação a esse íon, aumentando a perda mineral⁶.

No caso do ácido fosfórico, observa-se a mesma cinética de disponibilização de íons H⁺ sob condições de baixo pH e a união com cálcio sob pH neutro. Contudo, o citrato, em virtude do tamanho e da forma tridimensional de sua molécula, forma um complexo mais estável com o cálcio. Por essa razão, o ácido cítrico ocasiona maiores perdas minerais à estrutura dental¹².

pH

Potencial hidrogeniônico (pH) é uma grandeza físico-química que permite indicar se um meio aquoso é ácido (valor inferior a 7) ou básico (valor superior a 7). A mensuração do pH, isoladamente, representa o melhor parâmetro para avaliação do potencial erosivo de bebidas ácidas¹⁰. O pH, juntamente com seu conteúdo de cálcio, fosfato e flúor, determina o grau de saturação de uma bebida em relação à estrutura dental e, consequentemente, seu poder de dissolução. Assim, soluções supersaturadas em relação ao esmalte e à dentina não promovem dissolução mineral, ao passo que as subsaturadas proporcionam a perda mineral desses tecidos¹³.

Acidez titulável

A capacidade de dissolução de uma bebida ácida depende também de sua acidez titulável, ou seja, de sua habilidade em manter o pH original estável, abaixo do pH crítico de dissolução das estrututuras dentais. Bebidas erosivas com elevada acidez titulável mantêm o meio bucal ácido por um período maior de tempo e proporcionam acentuada dissolução mineral previamente ao processo de neutralização do pH^14-16.

Considerando que, previamente a sua neutralização pela saliva, o tempo em que o ácido permanece ativo na cavidade bucal influencia na severidade da perda do tecido dental¹⁷; a acidez titulável de uma bebida representa um guia importante na determinação de seu potencial erosivo¹⁴.

Conteúdo de cálcio, fosfato e flúor

A dissolução de minerais da superfície dental ocorre em função do grau de saturação das bebidas ácidas em relação aos cristais de apatita, que é determinada, entre outros aspectos, pelo conteúdo de íons cálcio, fosfato e flúor na solução¹⁸. Substâncias supersaturadas em relação ao tecido dental não provocam dissolução mineral¹³; ao passo que soluções subsaturadas levam à desmineralização¹³.

Nesse sentido, a modificação das bebidas ácidas por meio da incorporação de íons cálcio, fosfato e/ou flúor minimizaria a perda estrutural do dente pela erosão. Tais elementos aumentam o grau de saturação da bebida em relação ao da estrutura dental, podendo, portanto, interferir na dinâmica do processo de desmineralização¹⁸. De fato, tem-se demonstrado que a adição, principalmente, de íons cálcio nas bebidas ácidas tem contribuído para reduzir significativamente a dissolução dos cristais de apatita¹⁹. Produtos enriquecidos com cálcio proporcionam menor desmineralização e desgaste dental em relação a formulações equivalentes que não contenham esse íon^{10, 20-24}. Além disso, com a adição de cálcio diminui-se também o efeito quelante do citrato que pode estar contido nessas bebidas, pois o ânion se complexaria com o cálcio originário da bebida, não com aquele da estrutura dental. Muito embora a incorporação de íons tenha se revelado eficaz na redução da desmineralização dental por bebidas ácidas, tais alterações podem comprometer o sabor e a estabilidade microbiológica e de ingredientes do produto^20,25; que representam limitações do ponto de vista comercial.

Em relação ao conteúdo de fosfato, não há consenso sobre sua correlação com a perda mineral do esmalte. Já foi relatado que o fosfafo se caracteriza como um preditor da capacidade erosiva das bebidas ácidas²⁶; porém, tal achado não foi corroborado em estudo mais recente¹⁰.

Já se demonstrou que a incorporação de flúor apresenta alguma influência na redução do potencial de desmineralização de bebidas^27,28. Doses reduzidas de flúor parecem não ser suficientes para prevenir a desmineralização do esmalte, mas podem ser capazes de minimizar o potencial erosivo de uma bebida²⁴. Por outro lado, a incorporação de concentrações elevadas, capaz de diminuir a dissolução mineral²⁹; ultrapassa os limites de segurança da ingestão de fluoretos, havendo risco de toxicidade aguda e crônica. Considerando que a quantidade de flúor a ser adicionada na bebida ácida com o intuito de prevenir a desmineralização do esmalte é inversamente proporcional ao pH da solução³⁰; sua adição parece não ser uma medida racional para o controle total do potencial erosivo de bebidas.

Adição de caseína

Tem-se sugerido que proteínas adsorvidas ao esmalte poderiam modificar o processo de dissolução desse substrato. Em razão dessa propriedade, a adição de proteínas nas bebidas ácidas poderia ser uma estratégia para minimizar o desgaste erosivo. Nesse contexto, a incorporação da caseína, proteína do grupo das fosfoproteínas e encontrada no leite, implicaria redução da velocidade de dissolução da hidroxiapatita, independentemente do valor de pH da substância ácida³¹. Tal fato pode ser atribuído à ligação da caseína à hidroxiapatita. Propõe-se, então, que uma fina camada dessa fosfoproteína formada sobre a superfície dental possa agir como uma barreira, restringindo o acesso de íons hidrogênio, impedindo a perda de cálcio e fosfato da hidroxiapatita³¹. As moléculas de caseína também podem se ligar à superfície do cristal, prevenindo a perda iônica. Entretanto, o potencial protetor da caseína adicionada às bebidas foi demonstrado somente em estudos laboratoriais, e investigações clínicas necessitam ser conduzidas.

 

Aspectos físicos

Temperatura

A temperatura de uma bebida constitui-se num fator modulador de seu efeito erosivo. Em estudos anteriores^7,8 demonstrou-se que o contato do esmalte e da dentina com bebidas ácidas em baixas temperaturas reduz a dissolução mineral desses substratos. Em contrapartida, sob temperaturas elevadas, há queda do pH, já que a dissociação do ácido é termodinamicamente favorecida⁸. Além disso, há aumento da taxa de difusão de elementos químicos através da superfície dental^32,33 e, assim, da taxa de desmineralização^7,34. Em geral, bebidas ácidas geladas apresentam menor potencial erosivo que aquelas consumidas em temperatura ambiente ou aquecidas^7,8,35,36.

Adesão

As bebidas ácidas apresentam diferentes padrões de adesão à estrutura dental. Sugere-se que um maior tempo de aderência da bebida ao dente implica risco aumentado da ocorrência da erosão¹³. Tal condição se agrava pelo fato de que há maior dificuldade da saliva em deslocar o filme formado pela bebida sobre a estrutura dental do que da bebida em remover a película adquirida³⁷. Felizmente, a ação da língua e da mucosa jugal se contrapõe à aderência da bebida, minimizando, em parte, sua ação. Comparativamente, refrigerantes a base de cola com sacarose, devido a sua baixa tensão superficial⁹; apresentam maior aderência à superfície dental do que a versão dietética da mesma bebida e do que o suco de laranja.

 

Discussão

A formação e progressão de lesões de erosão decorrentes do consumo de bebidas ácidas ocorrem na dependência de fatores físico-químicos, biológicos e comportamentais³⁸. Dentre os primeiros destacam-se o tipo e propriedades quelantes do ácido que compõe as bebidas, pH, acidez titulável, concentração de cálcio, fosfato e flúor, temperatura e adesividade das mesmas à superfície dental. Constituem aspectos biológicos o fluxo, composição, acidez titulável e pH salivares, características da película adquirida, conteúdo inorgânico e pH crítico de dissolução dentais. Os fatores comportamentais incluem o modo de ingestão da bebida e hábitos de escovação.

Embora o desgaste erosivo resulte da interação entre os aspectos físico-químicos relacionados às bebidas, biológicos e comportamentais, o entendimento da contribuição de cada um desses componentes é de suma importância para que se maximize o conhecimento científico acerca da etiologia e da fisiopatologia das lesões de erosão. Nesse contexto, a compreensão do papel de aspectos físico-químicos fornece subsídios a tais objetivos. Assim, viabiliza-se o estabecimento de estratégias que minimizem o efeito erosivo de bebidas ácidas.

Quando avaliado individualmente, o pH é o parâmetro que melhor caracteriza o potencial erosivo de bebidas ácidas¹⁰. Porém, já se demonstrou que o conteúdo de cálcio¹⁰ e a acidez titulável são preditores da erosividade e, somados ao pH, fornecem uma análise mais global do poder erosivo de determinada bebida.

Assim, ao se avaliar o Quadro 1, examinando tão somente o pH, pode-se sugerir que o refrigerante a base de cola poderia ser a bebida mais erosiva. No entanto, sua baixa acidez titulável¹¹ e seu elevado conteúdo de fosfato^14,26 limitam a dissolução mineral da superfície dental, o que, possivelmente, explica sua menor erosividade em relação aos refrigerantes a base de limão³⁹.

Ao se observar a acidez titulável das diferentes bebidas, o suco de laranja seria o que mais tempo demandaria para ser neutralizado. Quando as avaliações do conteúdo de cálcio e de fosfato se somam às análises feitas em relação às bebidas, nota-se que o suco de laranja, apesar da elevada acidez titulável, apresenta maior conteúdo de cálcio, característica que reduz seu potencial erosivo, tornando-o significativamente menos erosivo que os refrigerantes a base de limão^14,42; apesar de ambos conterem ácido cítrico. Assim, além do pH, a análise do potencial erosivo de uma bebida deve contemplar outros aspectos químicos. Nesse sentido, o refrigerante a base de limão na versão light, embora apresente maior pH em comparação à bebida à base de cola, apresenta maior erosividade²⁶; possivelmente por sua maior acidez titulável e pelas baixas concentrações de cálcio e fosfato.

Ainda em relação aos sucos de frutas, a literatura aponta que o de uva acarreta desgaste expressivamente maior ao esmalte do que o de laranja⁴³. Tal achado pode ser explicado pelas diferenças nos tipos de ácido (tartárico, málico e cítrico), pH e conteúdos de cálcio e fosfato, que parecem determinar um caráter mais erosivo ao suco de uva, a despeito de este apresentar menor capacidade tampão.

Já se reportou que, em comparação a refrigerantes a base de cola, repositores hidroeletrolíticos são capazes de causar erosão significativamente mais acentuada ao esmalte⁴³. Os energéticos, por sua vez, podem causar desgaste dental equivalente (no esmalte) ou superior (na dentina) ao resultante das bebidas a base de cola⁴⁴.

As águas gaseificadas com sabor limão, ao contrário da versão regular (sem sabor), apresentam potencial erosivo¹³. O desgaste proporcionado ao esmalte por essas bebidas saborizadas com limão é semelhante àquele causado pelo suco de laranja⁴⁵.

As bebidas do tipo ice com vodka também têm sido relacionadas à formação de lesões de erosão⁴⁵. Por outro lado, a cerveja não provoca desgaste^13,46; possivelmente em virtude da associação entre pH, baixa acidez titulável e elevado conteúdo de fosfato.

A despeito de os refrigerantes a base de cola e de laranja e o vinho apresentarem características físico-químicas distintas, a perda mineral do esmalte após ter sido exposto a essas bebidas parece ser equivalente¹³. Tal achado confirma novamente que o potencial erosivo de bebidas ácidas depende do efeito combinado de suas propriedades físico-químicas. Contudo, há que se ressaltar que, além desses aspectos, fatores biológicos e comportamentais são de suma importância na determinação da formação e progressão de lesões de erosão.

 

Considerações finais

• Do ponto de vista físico-químico, o tipo de ácido, pH, acidez titulável, potencial quelante, concentração de cálcio e fosfato, temperatura e adesividade podem influenciar o potencial erosivo das bebidas ácidas.
• Individualmente, o pH, acidez titulável e conteúdo de cálcio são os parâmetros que melhor revelam a capacidade das bebidas em proporcionar a dissolução mineral da estrutura dental.
• Para uma caracterização mais precisa do potencial erosivo de bebidas ácidas, deve-se considerar a interação entre seus diferentes aspectos físico-químicos.

 

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Recebido: 24.02.2010
Aceito: 19.04.2010